Ключ с барьером Шоттки.

Одной из главных проблем при повышении быстродействия ключей является уменьшение времени рассасывания избыточного заряда. Для этого, как видно из (), нужно уменьшать отпирающий ток I_б1, т.е. степень насыщения N. Однако при этом согласно () возрастает длительность фронта. Кроме того, в реальных условиях степень насыщения должна превышать минимальное значение. Иначе малейшее уменьшение коэффициента b или тока I_б1 транзистор в активный режим, а это сопровождается увеличением остаточного напряжения на ключе.

Общепризнанным способом предотвратить насыщение транзистора и в то же время избежать отмеченных осложнений является использование в ключе нелинейной обратной связи. Для этого между коллектором и базой транзистора включается диод (рис.1.7).

Когда транзистор заперт, потенциал коллектора положителен относительно базы, следовательно, диод находится под обратным смещением и не влияет на работу ключа. Когда в процессе формирования фронта потенциал коллектора относительно базы проходит через нуль и делается отрицательным, диод отпирается и на нем устанавливается прямое напряжение U_д1. Если это напряжение меньше 0,5В (что характерно для диодов Шоттки), коллекторный переход практически заперт, а значит, исключаются режим двойной инжекции и накопления избыточного заряда, свойственные режиму насыщения. Соответственно при запирании ключа будет отсутствовать этап рассасывания избыточного заряда. Рассмотренная комбинация обычного транзистора и диода Шоттки получила название транзистора с барьером Шоттки.

Е_с

+ —

ДШ R_k I₂

I_k

I₁ I_д

I_б

U^*

Рис.1.7

Отсутствие насыщения в транзисторе с барьером Шоттки обусловлено меньшим прямым напряжением на диоде по сравнению с прямым напряжением на кремниевым p-n переходе. Если бы вместо диода Шоттки использовался обычный диод, пришлось бы искусственно (схемным путем) уменьшить прямое напряжение на диоде, включив последовательно с ним э.д.с. е=-(0,2-0,3)В.

Остаточное напряжение на ключе с барьером Шоттки несколько больше, чем на обычном ключе. Однако этот недостаток окупается более высоким быстродействием, поскольку транзистор все время работает в активном режиме.